Давайте разберем задачу пошагово.
Условие задачи
Моторная лодка прошла по течению реки 60 км и вернулась обратно. На обратный путь (против течения) лодка потратила на 2 часа больше времени, чем на путь по течению. Скорость течения реки равна 4 км/ч. Нам нужно найти скорость лодки в неподвижной воде.
Обозначения
- Пусть ( v ) — скорость лодки в неподвижной воде (в км/ч).
- Скорость лодки по течению будет ( v + 4 ) км/ч (так как скорость течения добавляется к скорости лодки).
- Скорость лодки против течения будет ( v - 4 ) км/ч (так как скорость течения вычитается из скорости лодки).
Время в пути
Условие о времени
По условию задачи, время на обратный путь (против течения) на 2 часа больше, чем на путь по течению:
[
t_2 = t_1 + 2
]
Подстановка времени
Подставим выражения для ( t_1 ) и ( t_2 ):
[
\frac{60}{v - 4} = \frac{60}{v + 4} + 2
]
Удаляем дроби
Умножим обе стороны уравнения на ( (v + 4)(v - 4) ) (чтобы избавиться от дробей):
[
60(v + 4) = 60(v - 4) + 2(v^2 - 16)
]
Раскроем скобки
Раскроем и упростим:
[
60v + 240 = 60v - 240 + 2v^2 - 32
]
Сократим ( 60v ) с обеих сторон:
[
240 = -240 + 2v^2 - 32
]
Приведем все к одной стороне
Добавим 240 и 32 к обеим сторонам:
[
240 + 240 + 32 = 2v^2
]
[
512 = 2v^2
]
Разделим на 2
[
256 = v^2
]
Извлечем квадратный корень
[
v = \sqrt{256} = 16
]
Ответ
Скорость лодки в неподвижной воде составляет ( 16 ) км/ч.
Таким образом, мы нашли скорость моторной лодки, проанализировав все этапы задачи и решая уравнения.